(57)【要約】【課題】  同じ台形セグメントを用いてその組立をシールド掘進機の掘進と並行して効率よく同時施工でき、しかも掘進組立サイクルの短縮と、同時施工中の安定した姿勢制御が可能なセグメントの組立方法を提供する。【解決手段】  短辺側が掘進前方に向く順向きとした複数の台形セグメント５ａを、当該組立範囲以外のジャッキの圧力を調整しつつシールド掘進機を掘進させながらその掘進と並行して周方向に一つおきに組み立てる一次組立工程と、長辺側が掘進前方に向く逆向きとした複数の台形セグメント５ｂを、一つおきになっている順向きの台形セグメント５ａの間に、シールド掘進機を停止させた状態で軸方向に挿入して、順向きの台形セグメントと組み立てる二次組立工程とによってセグメントリングとする。【選択図】  図４
2005299284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短辺側が掘進前方に向く順向きとした複数の台形セグメントを、当該組立範囲以外のジャッキの圧力を調整しつつシールド掘進機を掘進させながらその掘進と並行して周方向に一つおきに組み立てる一次組立工程と、長辺側が掘進前方に向く逆向きとした複数の台形セグメントを、前記一つおきになっている順向きの台形セグメントの間に、シールド掘進機を停止させた状態で軸方向に挿入して、順向きの台形セグメントと組み立てる二次組立工程とによってセグメントリングとすることを特徴とするセグメントの組立方法。
【請求項２】
一次組立工程では、当該組立範囲のジャッキを減圧後に引き戻し、その間、それ以外のジャッキにより既設セグメントリングで反力をとって姿勢制御しながら所要ストロークまで推進させて当該組立範囲の順向き台形セグメントを組み立て、同時に次の組立範囲のジャッキを減圧後に引き戻し、その間、それ以外のジャッキにより既設セグメントリングと先に組み立てた順向き台形セグメントとで反力をとって姿勢制御しながら更に推進させて次の順向き台形セグメントを組み立、同時に次の組立範囲のジャッキの減圧後に引き戻しを行うことを特徴とする請求項１に記載のセグメントの組立方法。
【請求項３】
先に組み立てた順向き台形セグメントで反力をとるジャッキは、既設セグメントリングで反力をとる推進ジャッキよりも低圧にしてそれに同調させることを特徴とする請求項２に記載のセグメントの組立方法。
【請求項４】
ジャッキの引き戻しは次の手順で行うことを特徴とする請求項２ないし３のいずれかに記載のシールド掘進組立同時施工法。
引き戻そうとするジャッキの引き戻し前に、現に推力を得ているジャッキによる第１のジャッキモーメントＭ１を算出するとともに、引き戻そうとするジャッキを除いたジャッキによる第２のジャッキモーメントＭ２を算出するジャッキモーメント算出工程。
これら第１のジャッキモーメントＭ１と第２のジャッキモーメントＭ２とが同一になる推力バランスを、引き戻そうとするジャッキを除いたジャッキについて算出する推力バランス算出工程。
その算出された推力バランスに従ってジャッキの圧力を制御しながら、引き戻そうとするジャッキを引き戻すジャッキ引き戻し工程。
【請求項５】
ジャッキ引き戻し工程では、引き戻すジャッキの減圧所要時間とそれ以外のジャッキの加圧所要時間が同時間になるように、徐々に圧力を変更することを特徴とする請求項４に記載のシールド掘進組立同時施工法。
【請求項６】
引き戻すジャッキを追加する場合は、先に組み立てた順向き台形セグメントで反力をとるジャッキを、既設セグメントリングで反力をとる推進ジャッキよりも低圧にしてそれに同調させながら、当該追加するジャッキを引き戻すことを特徴とする請求項４に記載のセグメントの組立方法。
【請求項７】
引き戻すジャッキを追加して推進する場合には、その前に現に推力を得ているジャッキによるモーメントを第１のジャッキモーメントＭ１、引き戻すジャッキを一部追加して推進する際に想定されるモーメントを第２のジャッキモーメントＭ２として算出することを特徴とする請求項６に記載のシールド掘進組立同時施工法。
【請求項８】
引き戻したジャッキの一部を復帰させる場合には、そのジャッキを加圧しながらその他のジャッキ群を減圧して推力バランスを維持することを特徴とする請求項４に記載のシールド掘進組立同時施工法。
【請求項９】
順向きとした台形セグメントと逆向きとした台形セグメントとが実質的に同じセグメントであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のセグメントの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法におけるセグメントの組立方法に関し、特に、台形セグメントを用い、その組み立てをシールド掘進機の掘進と同時に並行して行えるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
セグメント組立を掘進と同時に行う技術として、例えば次の特許文献に記載のものが知られている。
＜特許文献１（特許第３１０４９５５号公報）＞
推進を行うジャッキ中、シールド本体の設定推進力に必要なジャッキの本数が予め設定され、他方シールド本体の曲げモーメントが、ピッチング方向とヨーイング方向のモーメントから求められ、掘進中、セグメントを組立てる位置のジャッキの盛替えを行い、その盛替えジャッキ群Ｐ４を除いた他のジャッキを、盛替えジャッキ群Ｐ４を中心にその両側に設定推進力に必要な本数の負荷側ジャッキ群Ｐ１と残りのジャッキを制御側ジャッキ群Ｐ２，Ｐ３とに分割し、設定推進力及びピッチング方向とヨーイング方向のモーメントを基に、これら負荷側ジャッキ群Ｐ１に付与する負荷圧力と制御側ジャッキ群Ｐ２，Ｐ３に付与する制御圧力を設定し、爾後順次盛替えジャッキを替えながらセグメントを組立てると共にシールド本体を推進させる。
【０００３】
しかし、これによると、ジャッキを必ずグループ分割する必要があり、個々のジャッキ圧力を自由に設定することができない。そのためジャッキモーメントを効率的に設定できず、同能力のジャッキを装備するシールド掘進機では姿勢修正能力が低い。
【０００４】
＜特許文献２（特開平８−１９９９７２号公報）＞
前胴部と、セグメントが組み立てられる後胴部とが前後方向にスライド可能なテレスコピック構造となっており、これら前胴部と後胴部が、スライドジャッキによりスライドすることにより機長が伸縮し、また前胴部に取り付けられるシールドジャッキのストロークが２リング分のセグメント幅より長く、急曲線区間では、前胴部と後胴部とを縮めシールド掘進機胴体部を短くして掘削とセグメント組立とを交互に行い、直線または緩曲線区間では、前胴部と後胴部とを伸ばしシールド掘進機胴体部を長くして複数のシールドジャッキのうち一部のシールドジャッキによりセグメントに反力を取りシールド掘進機を推進させつつ残りのシールドジャッキに対応する部分においてセグメントの組み立てを行うことにより掘削とセグメント組立とを同時に行う。
【０００５】
しかし、これによるとシールド掘進機の構造が複雑になり、設備費用が高価となる。
【０００６】
一方、台形セグメントのみを組み立ててセグメントリングを構成する技術として、特許文献３（特許第２８３５９２９号公報）や特許文献（特許第３２７６５７９号公報）等に記載のものがある。
【０００７】
しかし、特許文献３のセグメント組立方法では、１枚の台形セグメントの長片側を完了リングの端面に固定し、次に２枚のセグメントで平行四辺形を構成してこれを単独セグメントに取り付け、以下同様に２枚のセグメントで平行四辺形を構成して先行するセグメントに隣接して取り付け、最後に１枚の台形セグメントで残余間隔を覆工して行うもので、通常の組立法であり、シールド掘進機の掘進とセグメント組立を並行して行う同時施工法ではない。
【０００８】
特許文献４のセグメント組立方法では、弧長の長い大型台形セグメントと、弧長の短い小型台形セグメントとを用い、小型台形セグメントを、先行して設置した大型台形セグメントの間の設置場所に搬送する際に、小型台形セグメントの台形の縮巾側のリング継手面側を、先行して設置した大型台形セグメントの間に一部が臨入する状態でトンネルの遠心方向に移動させて、つまりトンネル軸方向ではなく遠心方向へ挿入して小型台形セグメントを組み立てるもので、掘進ストロークが長くならないことを意図した通常の組立法であり、これもシールド掘進機の掘進とセグメント組立を並行して行う同時施工法ではない。
【特許文献１】特許第３１０４９５５号公報
【特許文献２】特開平８−１９９９７２号公報
【特許文献３】特許第２８３５９２９号公報
【特許文献４】特許第３２７６５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、同じ台形セグメントを用いてその組立をシールド掘進機の掘進と並行して効率よく同時施工でき、しかも掘進組立サイクルの短縮と、同時施工中の安定した姿勢制御が可能なセグメントの組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、短辺側が掘進前方に向く順向きとした複数の台形セグメントを、当該組立範囲以外のジャッキの圧力を調整しつつシールド掘進機を掘進させながらその掘進と並行して周方向に一つおきに組み立てる一次組立工程と、長辺側が掘進前方に向く逆向きとした複数の台形セグメントを、一つおきになっている順向きの台形セグメントの間に、シールド掘進機を停止させた状態で軸方向に挿入して、順向きの台形セグメントと組み立てる二次組立工程とによってセグメントリングとすることを特徴とする。
【００１１】
このような同時施工では、台形セグメントを使用した場合の問題点である掘進ストロークが長くなることについては、問題にならない。
すなわち、同時施工では、推進中に組み立てを行うため、必ず余裕ストロークが必要になる。最初のセグメントの組立開始は、セグメント幅以上必要であり、そこから組み立てを行うと、シールド掘進機の推進により組立セグメント数が増える毎にストロークが伸びる。
例えば、毎分５０ｍｍで掘進した場合、１セグメントの組立に４分かかるとして、３セグメントで６００ｍｍ推進する。
従って、３セグメントを組み立てる場合、上記の余裕ストロークは必ず必要であり、台形セグメントの軸挿入のためのストロークの伸びは全く問題にならない。
【００１２】
上記の一次組立工程では、当該組立範囲のジャッキを減圧後に引き戻し、その間、それ以外のジャッキにより既設セグメントリングで反力をとって姿勢制御しながら所要ストロークまで推進させて当該組立範囲の順向き台形セグメントを組み立て、同時に次の組立範囲のジャッキを減圧後に引き戻し、その間、それ以外のジャッキにより既設セグメントリングと先に組み立てた順向き台形セグメントとで反力をとって姿勢制御しながら更に推進させて次の順向き台形セグメントを組み立て、同時に次の組立範囲のジャッキを減圧後に引き戻しを行う。
【００１３】
先に組み立てた順向き台形セグメントで反力をとるジャッキは、既設セグメントリングで反力をとる推進ジャッキよりも低圧にしてそれに同調させる。
【００１４】
ジャッキの引き戻しは次の手順で行うことが好ましい。
引き戻そうとするジャッキの引き戻し前に、現に推力を得ているジャッキによる第１のジャッキモーメントＭ１を算出するとともに、引き戻そうとするジャッキを除いたジャッキによる第２のジャッキモーメントＭ２を算出するジャッキモーメント算出工程。
これら第１のジャッキモーメントＭ１と第２のジャッキモーメントＭ２とが同一になる推力バランスを、引き戻そうとするジャッキを除いたジャッキについて算出する推力バランス算出工程。
その算出された推力バランスに従ってジャッキの圧力を制御しながら、引き戻そうとするジャッキを引き戻すジャッキ引き戻し工程。
【００１５】
そのジャッキ引き戻し工程では、引き戻すジャッキの減圧所要時間とそれ以外のジャッキの加圧所要時間が同時間になるように、徐々に圧力を変更すると良い。
【００１６】
引き戻すジャッキを追加する場合は、先に組み立てた順向き台形セグメントで反力をとるジャッキを、既設セグメントリングで反力をとる推進ジャッキよりも低圧にしてそれに同調させながら、当該追加するジャッキを引き戻す。
【００１７】
引き戻すジャッキを追加して推進する場合には、その前に現に推力を得ているジャッキによるモーメントを第１のジャッキモーメントＭ１、引き戻すジャッキを一部追加して推進する際に想定されるモーメントを第２のジャッキモーメントＭ２として算出する。
【００１８】
引き戻したジャッキの一部を復帰させる場合には、そのジャッキを加圧しながらその他のジャッキ群を減圧して推力バランスを維持する
【００１９】
順向きとした台形セグメントと逆向きとした台形セグメントとは実質的に同じセグメントを用いる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば次のような効果がある。
（１）掘進中において、１セグメントリングの半分のセグメントの並行組立が可能であるので、組立工程が従来に比べ効率化及び高速化され、施工コスト及び施工期間の低減が図れる。
（２）全セグメントを等分割した台形セグメントとすることができるので、セグメントのコスト低減ばかりでなく、セグメントの管理や取り扱い等の作業性が向上する。
（３）シールド掘進機の機長を、従来よりもセグメント幅相当分だけ長くすれば対応できるので、規模の小さい発進立坑や急曲線を含む一般的な工事にも適用することができる。
（４）セグメントの組立位置が分散されるため、推進ジャッキによる偏荷重がなく、モーメントが一方向に偏らない。そのため、シールド掘進機の変形やセグメントクラック等の品質への影響が少ない。また、高水圧下や急曲線施工にも対応可能である。
（５）適度な高速化であり、作業員への労働負担が小さく、安全に作業できる。
（６）シールド機長が従来のシールド掘進機より長くなるが、同時施工に限れば他のシールドマシンに比べて機長が短くなり、急曲線施工も中折れ機構の装備程度で可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１（Ａ）において、シールド掘進機１は、前面にカッタ２を有する前胴部１Ａが、内部でセグメント組立を行う後胴部１Ｂに対して、中折れ機構３にて向きを自在に変更できるようになっている。
【００２３】
シールド掘進機１は、図１（Ｂ）に示すように、同一円周上に等間隔に配置されたｎ個のジャッキ４の全部又は一部が、組み立てたセグメント５で反力をとって伸長することにより推進される。
【００２４】
本発明では、図３に示すように、１リングを任意の個数に等分割した同じ台形セグメント５を用いるが、その組立は、１リングにおいて隣り合うセングメントの向きが交互に入れ替わるように、１リングの組立を一次組立工程と二次組立工程の二工程に分けて行う。
【００２５】
すなわち、一次組立工程では、図３に示すように、台形セグメント５の向きを、その短辺側が掘進前方（切羽側）に向く順向きとして周方向に一つおきに組み立てる。その組立は、後述するようにシールド掘進機１を掘進させながら並行して行う。ただし、組立順序は自由である。以下、順向きとした台形セグメントには符号５ａを付す。
【００２６】
二次組立工程では、図４に示すように、台形セグメント５の向きを、その長辺側が掘進前方（切羽側）に向く逆向きとして、一つおきになっている順向きの台形セグメント５ａの間に軸方向に挿入して組み立てる。その組立は、シールド掘進機１を停止させた状態で行う。この場合も組立順序は自由である。以下、逆向きとした台形セグメントには符号５ｂを付す。
【００２７】
次に、一次組立工程及び二次組立工程の具体例について、図５〜図１３を参照して詳述する。なお、これら各図において、（Ａ）は、シールド掘進機１の周方向に配置されたジャッキ群を時計方向に順に番号を付して示し、（Ｂ）は、ジャッキの伸縮状態をセグメントと共に示す。（Ａ）中に黒丸で示したのは、その圧力を制御することでシールド掘進機１の推進及び姿勢制御を行うメインのジャッキを表すので、これを「推進ジャッキ」と称し、符号４ａを付す。白丸で示したのは、減圧して引き戻し中又は引き戻し完了したジャッキを表すので、これを「引き戻しジャッキ」と称し、符号４ｂを付す。ハッチング入りの丸で示したのは、低圧にして推進ジャッキ４ａに同調させる補助の（先に組み立てたセグメントへ押し付けて推進補助を行う）ジャッキを表すので、これを「低圧ジャッキ」と称し、符号４ｃを付す。
【００２８】
＜一次組立工程＞
図５に示すように、既設セグメントリングに反力をとって第１ストロークＳＴ１到達後、１ピース目のセグメントの組立範囲に当たる６番から１０番のジャッキの減圧を開始する。この間、その他の推進ジャッキ４ａの圧力を調整してシールド掘進機１のモーメントを維持する。
【００２９】
図１（Ｂ）のＭは、シールド掘進機１の推進を行っているジャッキ群４の合成モーメントによるＸ−Ｙ座標系の合力作用点を示す。ここで、１番目からｎ番目までのジャッキが、シールド掘進機中心Ｏから同じ半径Ｒで配置され、ｉ番目のジャッキの取付角度をθｉ、その推力をＰｉとする。この推力Ｐｉを公知の方法で検出すると、合成したジャッキモーメントのＸ成分ＭＸは次の（１）式、Ｙ成分ＭＹは（２）式で与えられる。
【００３０】
【数１】
2005299284.tif 000003
【数２】
2005299284.tif 000004
【００３１】
合力作用点Ｍがそこからずれないような推力割合となるように、すなわち所定モーメントを維持するようにジャッキ群の圧力を制御しながら、引き戻そうとするジャッキを減圧していく。
【００３２】
図５に示すように、６番から１０番のジャッキ４ｂは減圧完了後、引き戻すが、この間も推進ジャッキ４ａの圧力を調整してシールド掘進機１の姿勢を制御する。なお、この場合の第１ストロークＳＴ１はセグメント６の前後幅Ｗよりも短い。
【００３３】
図６に示すように、６番から１０番のジャッキの引き戻しが完了し、第２ストロークＳＴ２を確保したら、当該組立範囲において１ピース目の順向きセグメント５ａの組立を開始する。
【００３４】
その組立開始と同時に、２ピース目の組立範囲に当たる２２〜２４、１、２番のジャッキの減圧をモーメントを維持しながら開始する。このときも、上記と同様に、合力作用点Ｍがそこからずれないような推力割合となるように、すなわち所定モーメントを維持するようにジャッキ群の圧力を制御しながら、引き戻そうとするジャッキを減圧していく。減圧完了後、姿勢制御しながら２２〜２４、１、２番のジャッキ４ｂを引き戻す。
【００３５】
図７に示すように、１ピース目の順向きセグメント５ａの組立完了後、このセグメント５ａの短辺側の端面に対向する７〜９番のジャッキを低圧ジャッキ４ｃとしてこのセグメント５ａに押し付け、推進ジャッキ４ａに同調させる。
【００３６】
図２（Ａ）は、このときにシールド掘進機１の推進を行っている推進ジャッキ群の合成モーメントによるＸ−Ｙ座標系の合力作用点を、図１（Ｂ）と同様に示す。この合力作用点がずれないような推力割合となるように、推進ジャッキ４ａの圧力を制御しながら、予め設定した圧力になるまで低圧ジャッキ４ｃを加圧し、低圧推進させる。
【００３７】
図８に示すように、２ピース目の順向きセグメント５ａの組立を開始し、それと同時に次の組立範囲に当たる１４〜１８番のジャッキの減圧をモーメントを維持しながら開始する。減圧完了後、姿勢制御しながら１４〜１８番のジャッキ４ｂを引き戻す。
【００３８】
図９に示すように、２ピース目の順向きセグメント５ａの組立完了後、このセグメント５ａの短辺側の端面に対向する２３、２４、１番のジャッキを低圧ジャッキ４ｃとしてこのセグメント５ａに押し付け、推進ジャッキ４ａに同調させる。
【００３９】
図２（Ｂ）は、このときにシールド掘進機１の推進を行っているジャッキ群４の合成モーメントによるＸ−Ｙ座標系の合力作用点を、図１（Ｂ）と同様に示す。この合力作用点がずれないような推力割合となるように、図９の推進ジャッキ４ａの圧力を制御しながら、予め設定した圧力になるまで新たに追加した低圧ジャッキ４ｃを加圧し、低圧推進させる。
【００４０】
図１０に示すように、３ピース目の順向きセグメント５ａの組立を開始し、その組立完了後、このセグメント５ａの短辺側の端面に対向する１５〜１７番のジャッキを低圧ジャッキ４ｃとしてこのセグメント５ａに押し付け、モーメントを維持するように推進ジャッキ４ａに同調させる。同調完了後、推進ジャッキ４ａの圧力を制御しながら、同様に予め設定した圧力になるまで低圧ジャッキ４ｃを加圧し、低圧推進させる。第３ストロークＳＴ３に到達したところで一次組立工程に伴う掘進完了となる。
【００４１】
＜二次組立工程＞
図１１に示すように、掘進完了と同時に、次の組立範囲に当たる１１〜１３番のジャッキを引き戻し、４ピース目のセグメントを逆向きセグメント５ｂとして組み立てる。その組立完了後、１０〜１４番のジャッキを伸長する。
【００４２】
図１２に示すように、次の組立範囲に当たる３〜５番のジャッキを引き戻し、５ピース目のセグメントを逆向きセグメント５ｂとして組み立てる。その組立完了後、２〜６番のジャッキを伸長する。
【００４３】
図１３に示すように、次の組立範囲に当たる１９〜２１番のジャッキを引き戻し、６ピース目のセグメントを逆向きセグメント５ｂとして組み立てる。その組立完了後、１８〜２２番のジャッキを伸長して１リングの組立を完了する。
【００４４】
図１４は、上記のようにセグメントを６分割、ジャッキ本数を２４本とした場合のジャッキ分割とジャッキ配列の関係を示す。この場合、リング間ボルト数は２４個としている。
【００４５】
次に、ジャッキの圧力制御について説明する。
引き戻さないジャッキ群に対する圧力制御を次のようにすると、姿勢制御をより効率的に行える。
【００４６】
引き戻さないジャッキ群（推進ジャッキ群）のなかで推力割合が最大推力となるジャッキ（１以上）を選定してその圧力を最大とし、このジャッキによる推力を検出してその検出推力を基準にこれ以外のジャッキの目標推力を算出し、これを維持するようにジャッキ群の圧力を総合的に制御する。
【００４７】
その制御の具体例について説明する。
図１５はジャッキ群を制御する制御系を示し、油圧ポンプ６からの油圧は、制御装置７にて制御される流量制御弁８にて流量制御され、元圧検出用圧力センサ９にて元圧を検出されながら、各ジャッキ４へ分配される。その分配される油圧は、制御装置７にて制御される圧力制御弁（電磁比例減圧弁）１０にて個々に圧力制御されるとともに、ジャッキ圧検出用圧力センサ１１にて個々に圧力を検出される。シールド掘進機１の姿勢はジャイロ等の姿勢検出器１２により検出され、演算装置（パーソナルコンピュータ）１３に入力される。制御装置７はこの演算装置１３に従った制御動作を行う。このような制御系により次のような手順で制御する。
【００４８】
（１）姿勢検出器１２によりシールド掘進機１の水平方向、鉛直方向の姿勢角を検出し、演算装置１３に送る。
【００４９】
（２）演算装置１３では、図１６に示すように目標方向との偏差を求め、その偏差を修正するジャッキ操作点Ｑを求める。更に、図１７に示すようにジャッキ操作点Ｑから各ジャッキ（グループ分けした場合には、各グループ）の推力割合（全推力のうちの何割を当該ジャッキに分担させるかを決める割合）を求め、その結果を制御装置７に送る。
【００５０】
（３）制御装置７では、推力割合から最大推力とされたジャッキ（１以上）を検索し、そのジャッキの圧力制御弁１０を油圧回路の最大使用圧力に設定し、このジャッキを推力検出対象とする。
【００５１】
（４）シールド掘進機１を所定の速度で推進させながら、推力検出対象としたジャッキ４の圧力を圧力センサ１１で検出して、その検出圧力を演算装置１３に送り、推力検出対象としたジャッキ４の現在の推力を求める。
【００５２】
（５）その現在の推力と（２）で求めた推力割合とから、推力検出対象以外のジャッキの目標推力を演算装置１３で演算し、その演算結果を制御装置７へ送って、目標推力を維持するように圧力制御弁１０を制御する（目標圧力になるように閉ループ制御する）。
【００５３】
以上を連続的に繰り返すことにより、シールド掘進機１は、常に目標方向に向かうようにジャッキの圧力が自動制御されて推進する。
【００５４】
上記における推力割合は、推力検出対象のジャッキを最大とし、その他のジャッキはこれを基準にその何％かで設定する。このようにすると、圧力制御を行うためにジャッキを任意にグループ分けすることができ、またその圧力を自由に設定することができる。図１７に示すように、最大推力とするジャッキを基準に、その反対側のジャッキを最小推力として、基準とした最大推力のジャッキの円周方向の両側につき、最小推力のジャッキに向かった直線的に滑らかな推力勾配となるように設定すれば、ジャッキモーメントを効率よく発生できる。
【００５５】
上述したような同時施工において、ジャッキ群のなかから、セグメント組立を行う部分のジャッキを引き戻す場合、図１８及び図１９に示すような手順で引き戻し操作を行う。図１８は各ピースについて共通な手順を示し、図１９は複数のピース間において並行処理を示す。なお、この場合も、ジャッキ群の推力分担は、図１７に示したような推力勾配となるように設定する。
【００５６】
図１８のフローチャートのステップＳ１１において、セグメントの組み立てに当たり、引き戻そうとするジャッキの引き戻しを実行する前に、現に推力を得ている推進ジャッキ群によるジャッキモーメントを前述した（１）式及び（２）式から求める。この求められたＸ成分とＹ成分のジャッキモーメント（引き戻し前のジャッキモーメント）を説明の便宜上「第１のジャッキモーメントＭ１」とする。
【００５７】
図２０はこの時点での推力分担を示し、付記した「１００」、「８０」、「６０」の数字は、最大推力の推進ジャッキの推力を「１００％」として、当該推進ジャッキに「８０％」、「６０％」の推力分担をさせていることを表している。この図の例では、第１０番目の推進ジャッキを「１００％」として、第４番目が「８０％」、第１番目が「６０％」となっていることを表している。このとき、第１のジャッキモーメントＭ１はやや上向きのモーメントになっている。
【００５８】
次のステップＳ１２においては、引き戻そうとするジャッキを除いたジャッキ（推進ジャッキ群）によるジャッキモーメント（引き戻し後に想定されるジャッキモーメント）を求める。この求められたＸ成分とＹ成分のジャッキモーメントを説明の便宜上「第２のジャッキモーメントＭ２」とする。
【００５９】
図２１はこの場合の想定図で、引き戻さないジャッキ（推進ジャッキ群）の推力分担を変えずに計算した場合のジャッキモーメントＭ２が、下向きのモーメントとなることを表している。
【００６０】
図１８における次のステップＳ１３において、第１のジャッキモーメントＭ１と第２のジャッキモーメントＭ２とが同一になる推力バランス、つまり引き戻さないジャッキ（推進ジャッキ群）についての新たな推力割合（新たな推力分担）を求める。
【００６１】
図２２は求められた新たな推力分担を表す。この図の例では、第６番目の推進ジャッキを「１００％」として、第４番目を「６０％」、第１番目を「２０％」とすることを表している。これににより第２のジャッキモーメントＭ２は第１のジャッキモーメントＭ１と同様に上向きのモーメントになっている。
【００６２】
次のステップＳ１４において、ステップＳ１３で求められた推力バランスとなるようにジャッキの圧力を徐々に制御するとともに、引き戻し対象のジャッキの圧力を徐々に減圧する。ここまで（ステップＳ１１〜Ｓ１４）が徐々に減圧してジャッキを引き戻すための動作で、図２３にこのときの推力バランス制御の模式図を示す。
【００６３】
次に、ステップＳ１５においてジャッキを引き戻し、ステップＳ１６においてセグメントを組み立てる。
【００６４】
図１８のステップＳ１７において、引き戻すジャッキのうちの一部を低圧ジャッキ４ｃとして追加推進する前に、現に推力を得ている推進ジャッキ群４ａにより第１のジャッキモーメントＭ１を前記の（１）式及び（２）式から求める。
【００６５】
ステップＳ１８において、上記の低圧ジャッキ４ｃを一部追加して推進する際に想定される第２のジャッキモーメントＭ２を求める。
【００６６】
次のステップＳ１９において、第１のジャッキモーメントＭ１と第２のジャッキモーメントＭ２とが同一になる推力バランスを求める。
【００６７】
次のステップＳ２０において、引き戻したジャッキ４ｂの一部を復帰させるために低圧ジャッキ４ｃとして追加して加圧しながら、ステップＳ１９で求められた推力バランスとなるように、推進ジャッキ群４ａの圧力を徐々に低下させて推進する。ここまで（ステップＳ１７〜Ｓ２０）が引き戻しジャッキと推進ジャッキとを同調させながらの低圧推進動作である。
【００６８】
本発明では、前ピースのセグメントの組立と同時に次ピースの組立範囲のジャッキの減圧引き戻しが可能になるため、図１９に示すように、次ピース以降の組立については、前ピースのセグメント組立工程と工程の一部を同時並行して行うことができるため、組立サイクルの一層の短縮が可能となる。
【００６９】
図３２に、掘進速度やセグメント幅やジャッキストローク等を次の表１のような条件にして、本発明の組立方法を通常セグメントによる従来の組立方法と比較した施工サイクルのタイムチャートを示す。
【００７０】
この図に示すように、従来では３ピース目の減圧開始で１サイクルの掘進が終了するのに対し、本発明では、３ピース目の組立完了で１サイクルの掘進が終了するので、従来よりも時間短縮できる。
【００７１】
【表１】
2005299284.tif 000005
【００７２】
ジャッキを上記のようにして引き戻し、追加推進させれば、シールド掘進機１の姿勢変化、モーメント変動、速度変動を最小限に抑え安定した掘進が可能となるので、この方法は、同時施工法に広範囲に適用できる。しかも、図２３に示すように、引き戻しジャッキ群を減圧する目標圧力−Ｐと、推進ジャッキ群を加圧する目標圧力＋Ｐとの目標到達時間を同一にすることで、圧力変動時の推力及びモーメントの変動を極力小さくすることができる。
【００７３】
そこで、減圧と加圧の圧力変更の時間調整も行う場合の例を次に説明する。
図２４において、シールド掘進機の円周方向にジャッキが１０個配置されているとして、いまその中の第１番目から第３番目までを推進ジャッキ群、第４番目から第６までを引き戻しジャッキ群、第７番目から第１０番目までを推進ジャッキ群とする。そして、次のように定義したうえ、動作の流れを図２４〜図３２を参照して順次説明する。
【００７４】
ＰＧ１：動作開始時の推力バランス
ＰＧ２：動作完了時の推力バランス
Ｍ１：ＰＧ１により発生するシールド掘進機の第１のモーメント（水平成分ＭＸ、垂直成分ＭＹ）
Ｍ２：ＰＧ２により発生するシールド掘進機の第２のモーメント
Ｍ：圧力変更過程中のシールド掘進機のモーメント
【００７５】
（１）引き戻しに当たり初期値の算出（図２４参照）
動作開始時に各ジャッキの圧力と伸び速度Ｖを検出し、推力バランスＰＧ１と、それにより発生するシールド掘進機の第１のモーメントＭ１（ＭＸ、ＭＹ）、及びジャッキへの油圧供給源である油圧ポンプの吐出量を算出する。
【００７６】
（２）引き戻しのための目標値の設定（図２５参照）
引き戻しジャッキ群を除く推進ジャッキ群による第１のモーメントＭ１と同等の第２のモーメントＭ２を発生させる推力バランスＰＧ２を設定する。
【００７７】
（３）引き戻しのための圧力の変更（図２６参照）
モーメントＭが変化しないように、つまりＭ＝Ｍ１を維持するように推進ジャッキ群の加圧量＋ΔＰと引き戻しジャッキ群の減圧量−ΔＰを調整しながら、任意に設定した目標時間Ｔをかけて各ジャッキの圧力を同時に徐々に変更する。
【００７８】
（４）引き戻し完了（図２７参照）
目標時間Ｔをかけた圧力調整により目標値に到達したら、圧力変更処理が完了する。
【００７９】
（５）追加推進開始（図２８参照）
引き戻した一部のジャッキ「追加推進ジャッキ群」という）を復帰させて推進する追加推進を開始するに当たり、推力バランスＰＧ１と、それにより発生するシールド掘進機の第１のモーメントＭ１（ＭＸ、ＭＹ）、及びジャッキへの油圧供給源である油圧ポンプの吐出量を算出する。
【００８０】
（６）追加推進のための目標値の設定（図２９参照）
追加推進ジャッキ群の推力を任意に設定し、これと推進ジャッキ群による第１のモーメントＭ１と同等の第２のモーメントＭ２を発生させる推力バランスＰＧ２を設定する。
【００８１】
（７）追加推進のための圧力の変更（図３０参照）
モーメントＭが変化しないように、つまりＭ＝Ｍ１を維持するように追加推進ジャッキ群の加圧量＋ΔＰと推進ジャッキ群の減圧量−ΔＰを調整しながら、任意に設定した目標時間Ｔをかけて各ジャッキの圧力を同時に徐々に変更する。
【００８２】
（８）追加推進完了（図３１参照）
目標時間Ｔをかけた圧力調整により目標値に到達したら、圧力変更処理が完了する。
【００８３】
このように減圧の所要時間と加圧の所要時間が同じなるように圧力変更を行うと、次のような効果がある。
（ａ）一定時間をかけて緩やかに圧力を変更するため、油圧系統内の衝撃がなく、圧力及び速度が変動しない。
（ｂ）モーメントが変化しないため、シールド掘進機の姿勢が変動しない。
（ｃ）上記により同時施工時中の安定した切羽管理（切羽土圧の保持等）と正確な掘進方向の管理が可能になる。
なお、掘進速度については、速度計を検出器として閉ループ制御を行うことにより、一層高精度な管理ができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は本発明の実施例で使用するシールド掘進機の概要を示し、（Ａ）は簡略断面図、（Ｂ）はジャッキの操作態様の正面図である。
【図２】図１（Ｂ）と同様の図で、（Ａ）、（Ｂ）それぞれ異なる操作過程での状態である。
【図３】本実施例の組立方法における一次組立工程を示す斜視図である。
【図４】同じく二次組立工程を示す斜視図である。
【図５】図５ないし図１３は一次組立工程及び二次組立工程の具体例を順次示し、各図において、（Ａ）は、シールド掘進機１の周方向に配置されたジャッキ群を時計方向に順に番号を付して示し、（Ｂ）は、ジャッキの伸縮状態をセグメントと共に示すもので、図５は一次組立工程の第１段階である。
【図６】一次組立工程の第２段階である。
【図７】一次組立工程の第３段階である。
【図８】一次組立工程の第４段階である。
【図９】一次組立工程の第５段階である。
【図１０】一次組立工程の最終段階である。
【図１１】二次組立工程の第１段階である。
【図１２】二次組立工程の第２段階である。
【図１３】二次組立工程の最終段階である。
【図１４】セグメントを６分割、ジャッキ本数を２４本とした場合のジャッキ分割とジャッキ配列の関係を示す正面図である。
【図１５】ジャッキ群を制御する制御系を示すブロック図である。
【図１６】シールド掘進機の姿勢制御の解説図である。
【図１７】ジャッキの推力分担手法の解説図である。
【図１８】制御例のフローチャートである。
【図１９】図１８に続くフローチャートである。
【図２０】その制御例における引き戻し前の推力分担の関係を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。
【図２１】引き戻し後に想定される推力分担の関係を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。
【図２２】引き戻し後の推力バランスの関係を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。
【図２３】引き戻しジャッキ群の減圧制御と、推進ジャッキ群の加圧制御の関係説明図である。
【図２４】引き戻すジャッキの減圧所要時間と推進ジャッキの加圧所要時間が同時間になるように、徐々に圧力を変更する実施例であって、その動作開始を説明する図である。
【図２５】同じく目標値の設定を説明する図である。
【図２６】同じく圧力の変更を説明する図である。
【図２７】同じく動作完了を説明する図である。
【図２８】追加推進ジャッキの加圧所要時間と推進ジャッキの減圧所要時間が同時間になるように、徐々に圧力を変更する実施例であって、その動作開始を説明する図である。
【図２９】同じく目標値の設定を説明する図である。
【図３０】同じく圧力の変更を説明する図である。
【図３１】同じく動作完了を説明する図である。
【図３２】本発明の組立方法を通常セグメントによる従来の組立方法と比較した施工サイクルのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１  シールド掘進機
１Ａ  前胴部
１Ｂ  後胴部
２  カッタ
３  中折れ機構
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  ジャッキ
５、５ａ、５ｂ  セグメント
６  油圧ポンプ
７  制御装置
８  流量制御弁
９  元圧検出用圧力センサ
１０  圧力制御弁
１１  ジャッキ圧検出用圧力センサ
１２  姿勢検出器
１３  演算装置
【図１】
2005299284.tif 000006
【図２】
2005299284.tif 000007
【図３】
2005299284.tif 000008
【図４】
2005299284.tif 000009
【図５】
2005299284.tif 000010
【図６】
2005299284.tif 000011
【図７】
2005299284.tif 000012
【図８】
2005299284.tif 000013
【図９】
2005299284.tif 000014
【図１０】
2005299284.tif 000015
【図１１】
2005299284.tif 000016
【図１２】
2005299284.tif 000017
【図１３】
2005299284.tif 000018
【図１４】
2005299284.tif 000019
【図１５】
2005299284.tif 000020
【図１６】
2005299284.tif 000021
【図１７】
2005299284.tif 000022
【図１８】
2005299284.tif 000023
【図１９】
2005299284.tif 000024
【図２０】
2005299284.tif 000025
【図２１】
2005299284.tif 000026
【図２２】
2005299284.tif 000027
【図２３】
2005299284.tif 000028
【図２４】
2005299284.tif 000029
【図２５】
2005299284.tif 000030
【図２６】
2005299284.tif 000031
【図２７】
2005299284.tif 000032
【図２８】
2005299284.tif 000033
【図２９】
2005299284.tif 000034
【図３０】
2005299284.tif 000035
【図３１】
2005299284.tif 000036
【図３２】
2005299284.tif 000037